a. Điều kiện làm việc của trục khuỷu
Trục khuỷu là chi tiết lớn, quan trọng trong máy dập. Trong quá trình làm việc trục khuỷu chịu tải trọng lớn và thay đổi ( lực quán tính, lực dập) chịu ma sát
Khi thiết kế và chế tạo trục khuỷu cần phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Có sức bền cao, cứng vững nhưng trọng lượng nhỏ
- Có độ chính xác gia công cao, độ cứng , độ bóng bề mặt cổ chốt và cổ khuỷu
- Đảm bảo cân bằng và tính đồng đều mômen quay cao nhưng đơn giản ( lớn, dễ chế tạo)
- Không xảy ra cộng hưởng trong phạm vi số vòng quay sử dụng b. Vật liệu chế tạo trục khuỷu
- Vật liệu chế tạo trục khuỷu là thép 45 phôi rèn
- Sau khi gia công cớ đạt được kích thước yêu cầu thì tăng bền bằng phương pháp tôi bề mặt ở cổ chốt và cổ khuỷu
c. Kết cấu của trục khuỷu
Hình 3.4: Sơ đồ kết cấu cổ khuỷu
Kết cấu trục khuỷu gồm có:
+ Cổ trục khuỷu (dc) kích thước đường kính cổ chọn theo kết quả tính bền khuỷu, điều kiện hành trình mang dầu bôi trơn để tăng độ cứng vững cho trục khuỷu người ta tăng đường kính cổ trục. Khi tăng đường kính cổ trục thì khối lượng trục
LO do Lch dch b S 2 b
khuỷu tăng lên làm cho tần số dao động xoắn giảm, làm cho hiện tượng cộng hưởng xảy ra ở phạm vi vòng quay sử dụng.
+ Chôt khuỷu (dch) có thể lấy bằng dc hoặc nhỏ hơn một ít chiều dài chốt khuỷu lch = (0,81).dch . Chọn theo kinh nghiệm để thuận tiện cho việc bôi trơn.
+ Má khuỷu có hình ôvan là loại má lợi dụng vật liệu hợp lý nhất và và phân bố ứng suất đồng đều, loại má hình tròn có ưu điểm sức bền cao cho phép giảm chiều dày má để tăng chiều dài cổ trục, chốt khuỷu
+ Đuôi trục khuỷu là nơi để truyền công suất từ ngoài vào trục khuỷu qua bánh răng lớn được đặt lên đuôi
+ Đầu trục khuỷu: là đầu tự do của trục khuỷu được lắp với cơ cấu phanh hãm
Các số liệu đã có:
+ Công suất truyền trên trục khuỷu
Ntk= N.1.2.3 = 15,98.0,94.0,97.0,995 = 14,5 KW + Số vòng quay của trục khuỷu : n = 80 vòng / phút + Mômen xoắn trên trục
Mx=9,55 .106.N
n =
9,55 .106.14,5
80 =1730664 Nmm + Lực vòng truyền qua chốt khuỷu
T=P=Mx C =
1730664
50 =34613 N
Trong đó C là độ lệch tâm của trục khuỷu d.Trình tự tính toán
1.Chọn vật liệu:
Chọn vật liệu làm trục là thép 45 có: - Giới hạn đàn hồi : σdh=360Mpa
- Giới hạn bền: σb=610MPa
2.Tính sơ bộ kích thước trục
Đường kính trục d0 được tính theo công thức kinh nghiệm
d0=14√ph+0,02=14√1+0,02=14(cm)=140(mm)
(Theo bảng trang 27- thiết bị dập tạo hình máy ép cơ khí.)
(Với PH = 100tấn = 1MN)
Tra bảng 1, trang 28, thiết bị dập tạo hình máy ép cơ khí, ta có các thông số các kích thước khác của trục khuỷu theo d0 như sau:
dA = (1,2-1,5) d0 =1,4.140=200 (mm) l0=(1,7−2,5)d0=240 (mm) lK =2,8. d0 =2,8.140 = 400(mm) lm =(1,3 - 2,1 ) d0 =220 (mm) b = (0,62 - 0,85) d0 =90(mm) a = (1,6 - 1,8 ) d0 =230(mm) r = (0,06 - 0,1) d0 =10(mm) l1 =(1,5- 1,8) d0 =210(mm)
Từ đó ta vẽ được kết cấu trục như hình vẽ:
Ø 1 4 0 Ø 1 2 0 Ø 2 0 0 Ø 1 4 0 Ø 1 2 0 240 420 240 150 1450 K K H H 90 220 90 5 0 R10 R10 R5
Hình 3.5: Kết cấu trục khuỷu